KROHNE SMARTSENS PH 1590 DE - Handbuch (Seite 30)

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TECHNISCHE DATEN
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SMARTSENS PH 1590
www.krohne.com 11/2013 - 4002546002 - MA SMARTSENS PH 1590 R02 de
Technische Daten
6.1 Messprinzip
6.1.1 pH Messung
Das Messprinzip eines pH-Sensors basiert auf pH-sensitivem Glas. Wenn dieses pH-sensitive
Glas mit einer Flüssigkeit in Kontakt kommt, bildet sich an der Oberfläche eine dünne
Gelschicht, die den Ionenaustausch zwischen der Glasoberfläche und der Flüssigkeit
ermöglicht. Das sogenannte Nernst-Potenzial baut sich an der Glasoberfläche auf. Wenn beide
Seiten des Glases mit Flüssigkeiten in Kontakt sind, kann zwischen den beiden
Oberflächenpotenzialen eine Spannung gemessen werden. Die Spannung entspricht der
Differenz in der H
+ Ionenkonzentration und damit der Differenz zwischen den pH-Werten beider
Flüssigkeiten.
Der pH-Messsensor enthält einen Innenpuffer mit bekanntem pH-Wert. Wenn der pH-Wert des
Messmediums an der Außenseite des Sensors dem pH-Wert des Innenpuffers entspricht,
beträgt die Spannung 0 V. Wenn sich der pH-Wert des Messmediums dagegen vom pH-Wert des
Innenpuffers unterscheidet, kann eine Spannung zwischen der inneren und der äußeren Schicht
gemessen werden. Ausgehend von dieser Spannung lässt sich die pH-Differenz der beiden
Flüssigkeiten berechnen.
Die Spannung wird mit einer Messelektrode und einer Referenzelektrode gemessen, die beide in
den Sensor integriert sind. Die Messelektrode ist in Kontakt mit der bekannten Pufferlösung im
pH-sensitiven Glaskolben. Die Referenzelektrode wird in eine gesättigte Kaliumchloridlösung
(KCl) eingetaucht. Die KCl-Lösung wiederum ist über ein Diaphragma in elektrischem Kontakt
mit dem Messmedium. Das Diaphragma verhindert, dass das Messmedium in das
Referenzsystem eindringt, ermöglicht jedoch den elektrischen Kontakt mit dem Messmedium.
Abbildung 6-1: Messprinzip für pH-Messung
1 Referenzelektrode
2 Messelektrode
3 Diaphragma in Kontakt mit KCl-Lösung und Messmedium
4 Innenpuffer pH 7
5 Oberflächenpotenzial an der Innenseite (Kontakt mit Pufferlösung)
6 pH-sensitives Glas (Membranglas)
7 Oberflächenpotenzial an der Außenseite (Kontakt mit Messmedium)
8 Messmedium
.book Page 30 Wednesday, November 6, 2013 5:31 PM